(57)【要約】【課題】  製造コストの上昇を抑え、安価で設置場所の影響が少なく、フィルム部および検出部の施工が容易であり、簡単な工程でガラスに貼合するセンサを提供する。【解決手段】  検出電極を有する透明基材及び該透明基材及び検出電極とは非接触である基準電極を備え、該検出電極及び基準電極に、検出電極と基準電極の間の静電容量の変化を検出する検出回路が接続されてなるセンサにおいて、該透明基材の一方の面に透明導電層、保護層を順次形成してなり、該保護層上に検出電極用結合電極を有し、該検出電極が、該保護層を挟んだ透明導電層及び検出電極用結合電極であることを特徴とするセンサを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出電極を有する透明基材及び該透明基材及び検出電極とは非接触である基準電極を備え、該検出電極及び基準電極に、検出電極と基準電極の間の静電容量の変化を検出する検出回路が接続されてなるセンサにおいて、
該透明基材の一方の面に透明導電層、保護層を順次形成してなり、該保護層上に検出電極用結合電極を有し、
該検出電極が、該保護層を挟んだ透明導電層及び検出電極用結合電極であることを特徴とするセンサ。
【請求項２】
検出電極を有する透明基材及び該透明基材とは非接触である基準電極を備え、該検出電極及び基準電極に、検出電極と基準電極の間の静電容量の変化を検出する検出回路が接続されてなるセンサにおいて、
該透明基材の一方の面に透明導電層、他方の面に検出電極用結合電極を有し、
該検出電極が、該透明基材を挟んだ透明導電層及び検出電極用結合電極であることを特徴とするセンサ。
【請求項３】
前記基準電極が、導電体と導電体上に有する絶縁層及び絶縁層上に有する基準電極用結合電極からなることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記センサが窓用であり、かつ前記基準電極が導電材料からなる窓枠を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセンサ。
【請求項５】
検出電極及び基準電極を有する透明基材を備え、該検出電極及び基準電極に、検出電極と基準電極の間の静電容量の変化を検出する検出回路が接続されてなるセンサであって、
該透明基材の一方の面に第一の透明導電層を形成してなり、また該透明基材の同一面に第一の透明導電層と電気的に非接触で第二の導電層を形成してなり、
少なくとも第一の透明導電層上に保護層を、該保護層上に検出電極用結合電極を有し、
該検出電極が、該保護層を挟んだ第一の透明導電層及び検出電極用結合電極であることを特徴とするセンサ。
【請求項６】
前記第二の導電層上にも保護層を有し、該保護層のうち第二の導電層の上部の位置に基準電極用結合電極を設けてなり、
該基準電極が保護層を挟んだ第二の透明導電層及び基準電極用結合電極であることを特徴とする請求項５記載のセンサ。
【請求項７】
検出電極及び基準電極を有する透明基材を備え、該検出電極及び基準電極に、検出電極と基準電極の間の静電容量の変化を検出する検出回路が接続されてなるセンサであって、
該透明基材の一方の面に第一の透明導電層を形成してなり、また該透明基材の同一面に第一の透明導電層と電気的に非接触で第二の導電層を形成してなり、
該透明基材の第一の透明導電層及び第二の導電層を設けた側とは反対の面の、第一の透明導電層の反対側の位置に検出電極用結合電極を、第二の導電層の反対側の位置に基準電極用結合電極を有し、
該検出電極が、該透明基材を挟んだ第一の透明導電層及び検出電極用結合電極であり、
該基準電極が、該透明基材を挟んだ第二の導電層及び基準電極用結合電極であることを特徴とするセンサ。
【請求項８】
前記保護層が透明であることを特徴とする請求項１または３〜６のいずれかに記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
フィルム状のセンサに関し、詳しくはフィルムに接近し、或いは接触する物体、人体の存在を検出するフィルム状の静電容量センサであるセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
窓ガラスの静電容量を検出する技術としては、窓ガラスに直接透明電極を形成し、雨や結露の検出する静電容量センサが知られている。更に特許文献１では、導電性フィルムとアースされている窓の枠体との静電容量変化を検出する検出回路を備えたガラスセンサが提案されている。
【０００３】
一方、最近の防犯に関しては、多層ラミネートや多層押し出しした積層フィルムが用いられてきている。この背景として、窓からの侵入が大幅に増加していることがある。警察庁の発表の「平成１７年上半期の犯罪情勢」では、侵入窃盗の犯罪の手段に関して、「ガラス破り」の比率が最も高く、この傾向は数年続いている。
【０００４】
特許文献１の方法では、静電容量のガラスセンサとして非常によく考えられている。検出電極となる導電性フィルムの対極がアースされたガラス窓の枠体と決まっているので検出安定性に優れている。
【０００５】
しかし、ガラス窓のアースされている枠体を対極としているため、ガラスセンサを具備するためには、窓枠すべてを交換しなければならず、既に建てられた住宅では大がかりな改造が必要になってしまう。また各住宅で窓枠の大きさ異なり、住宅内でも様々なサイズのガラス窓が存在するため、検出回路の容量調整が施工時に煩雑となってしまう。一方、窓枠の保温性と結露防止、軽量化のために樹脂で出来た窓枠も最近登場しているが、樹脂の窓枠は対極として使用できない問題が発生していた。
【０００６】
また、検出電極となる導電性フィルム側の構造的は、フィルム上の導電性部分より検出回路へ電線等によって電気的に引き出す必要がある。従ってフィルム基材上に電気信号引き出し用の電極部を別に形成する必要があり、導電性フィルム製作上で導電性膜の形成工程以外に、電気信号の接続用電極部の形成工程が必要になりコストアップに繋がる。さらに、電気信号の引き出し電線があるので、フィルム上での接続点における強度や固定方法、引き廻し方法等、接続不具合を発生する要因が多々存在し、施工ミスによる接続点破損やガラス窓清掃時の不注意な動作による接続点破損等も発生する。
【０００７】
そこで、枠体ではなくフィルム基板上に導電層を設けたフィルムをガラス窓に貼り付け、導電層を検出電極、導電体からなるガラス窓枠を基準電極とし、導電層（検出電極）とガラス窓枠（基準電極）に検出回路を接続し、導電層（検出電極）とガラス窓枠（基準電極）の間の静電容量の変化を検知するセンサーが知られていた（特許文献１参照）。
【０００８】
また、同一のフィルム基板上に第一の導電層（検出電極）と第二の導電層（基準電極）を設け、第一の導電層（検出電極）及び第二の導電層（基準電極）に検出回路を接続し、第一の導電層（検出電極）と第二の導電層（基準電極）の間の静電容量の変化を検知するセンサーも研究されている。
【０００９】
しかし、最上層に導電層が来る場合、使用するとき導電層が常に曝された状態になる。窓材として用いる場合、人の手などが接触したり、また汚れが生じた場合に雑巾などで拭き掃除をすることが想定される。
【００１０】
前述の導電層は一般的に蒸着、スパッタリング、塗工法などで設けるが、概ね５ｍｍ以上の薄膜で、フィルムにそれほど強固に固定されているわけでもないので通常の使用状況により簡単に剥離してしまう。
【００１１】
そのため、導電層上に保護層を設ける必要がある。またはフィルム基材側を最上層にしてガラス窓に貼り合わせる必要がある。
【００１２】
導電層には検出回路と接続するために電線を配しなければならない。しかし、導電層が最上層にない場合、予め電線を接続することができるよう、引き出し電極などを設けなくてはならない。
【００１３】
特許文献は以下の通りである。
【特許文献１】特開２００１−８０４８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明が解決しようとする課題は、製造コストの上昇を抑え、安価で設置場所の影響が少なく、フィルム部および検出部の施工が容易であり、簡単な工程でガラスに貼合するフィルムセンサを提供することにある。更に侵入窃盗の犯罪で比率の高い「ガラス破り」に対応した防犯性の高い、しかも、導電層が常に曝されず、窓材として用いる場合でも人の手などが接触せず、また汚れが生じた場合に雑巾などで拭き掃除により剥離たりせず、しかも検出回路との接続が容易なフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
課題を解決するための手段として、
請求項１に記載の発明は、検出電極を有する透明基材及び該透明基材及び検出電極とは非接触である基準電極を備え、該検出電極及び基準電極に、検出電極と基準電極の間の静電容量の変化を検出する検出回路が接続されてなるセンサにおいて、
該透明基材の一方の面に透明導電層、保護層を順次形成してなり、該保護層上に検出電極用結合電極を有し、
該検出電極が、該保護層を挟んだ透明導電層及び検出電極用結合電極であることを特徴とするセンサである。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、検出電極を有する透明基材及び該透明基材とは非接触である基準電極を備え、該検出電極及び基準電極に、検出電極と基準電極の間の静電容量の変化を検出する検出回路が接続されてなるセンサにおいて、
該透明基材の一方の面に透明導電層、他方の面に検出電極用結合電極を有し、
該検出電極が、該透明基材を挟んだ透明導電層及び検出電極用結合電極であることを特徴とするセンサである。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記基準電極が、導電体と導電体上に有する絶縁層及び絶縁層上に有する基準電極用結合電極からなることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサである。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記センサが窓用であり、かつ前記基準電極が導電材料からなる窓枠を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセンサである。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、検出電極及び基準電極を有する透明基材を備え、該検出電極
及び基準電極に、検出電極と基準電極の間の静電容量の変化を検出する検出回路が接続されてなるセンサであって、
該透明基材の一方の面に第一の透明導電層を形成してなり、また該透明基材の同一面に第一の透明導電層と電気的に非接触で第二の導電層を形成してなり、
少なくとも第一の透明導電層上に保護層を、該保護層上に検出電極用結合電極を有し、
該検出電極が、該保護層を挟んだ第一の透明導電層及び検出電極用結合電極であることを特徴とするセンサである。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記第二の導電層上にも保護層を有し、該保護層のうち第二の導電層の上部の位置に基準電極用結合電極を設けてなり、
該基準電極が保護層を挟んだ第二の透明導電層及び基準電極用結合電極であることを特徴とする請求項５記載のセンサである。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、検出電極及び基準電極を有する透明基材を備え、該検出電極及び基準電極に、検出電極と基準電極の間の静電容量の変化を検出する検出回路が接続されてなるセンサであって、
該透明基材の一方の面に第一の透明導電層を形成してなり、また該透明基材の同一面に第一の透明導電層と電気的に非接触で第二の導電層を形成してなり、
該透明基材の第一の透明導電層及び第二の導電層を設けた側とは反対の面の、第一の透明導電層の反対側の位置に検出電極用結合電極を、第二の導電層の反対側の位置に基準電極用結合電極を有し、
該検出電極が、該透明基材を挟んだ第一の透明導電層及び検出電極用結合電極であり、
該基準電極が、該透明基材を挟んだ第二の導電層及び基準電極用結合電極であることを特徴とするセンサである。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、前記保護層が透明であることを特徴とする請求項１または３〜６のいずれかに記載のセンサである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明においては、従来技術のようにフィルム上の導電性部分より検出回路へ電線等によって直接的に引き出すための電極部を設ける必要がないので、導電層を有したフィルム基材の製造工程において、導電層のコーティング作業だけで済み、電極部形成作業が不要であり、全体の工程が簡素化され従来技術よりも安価なコストで製造することができる。
【００２４】
また、検出回路部からの電気信号線が直接的に電極部を介してフィルムの導電層に接続されていないので、施工ミスや保守時のトラブルによる接続用電極部での断線・破損等がなくなり、フィルムセンサー全体としての信頼性が飛躍的に上昇する。
【００２５】
また、導電層を有したフィルム基材をガラス等の保持部に貼り付け、保持部を支える周囲の導電性枠体が検出回路部における基準電極として構成するとき、本発明においては、従来技術のように検出回路部と枠体を直接的に電気接続する方法と違い、交流的な間接結合方式であるため、施工が簡単となり、施工時または保守時における枠体と検出回路部との断線／破損トラブルがなくなり、信頼性が向上する。
【００２６】
さらに、導電層を有したフィルム基材において、導電性の部分をふたつ設け、その導電層の表面にフィルム基材全面に比較的薄い絶縁処理を施し、各導電性部分の間に発生する静電容量の変化を検出する構成とし、各導電性部分の一部で検出回路部と交流的に間接接続させる方式とすることで、周囲の基準電極用の導電性枠体が不要になりフィルム基材面だけでセンシング機能を持たせることができ、検出回路部はフィルム基材面に貼り付けるだけで済むので、施工の簡素化が図れる。
【００２７】
そして、フィルム基材・導電層・絶縁層・さらには結合用電極部等の透明性を高めた構成とすることで、施工後における内部の視認性を劣化させることがない。よって、一般住宅用の窓に貼り付けてガラスを破って建築物内に侵入する「ガラス破り」犯罪に対応した防犯フィルム分野においては、本発明による導電性を有したフィルムを用いることで、従来の進入防止機能にさらにプラスして、警報機能を有することが可能である。また、検出回路部はフィルム基材上に貼り付けるだけの構成も可能であり、施工を非常に簡単にすることもできる。さらに地震災害時に発生するガラス飛散に対しても高い防止機能を併せ持つこともできる。
【００２８】
また、本発明による導電性を有したフィルムを用いることで、住宅窓用の防犯フィルム以外にも、透明窓を有した展示棚やショーケースなどに貼り付け、触ると検出するタッチセンサとして機能しアナウンス等のガイドや警報等の防犯を行ったり、または住宅の壁紙などの一部に内蔵し、人間の手の接触を検出し各種制御を開始させるスイッチ機能としての活用も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明における導電層を有したフィルムセンサの実施の形態について検出電極を有する透明基材及び該透明基材及び検出電極とは非接触である基準電極を備え、該検出電極及び基準電極に、検出電極と基準電極の間の静電容量の変化を検出する検出回路が接続されてなるセンサにおいて、該透明基材の一方の面に透明導電層、保護層を順次形成してなり、該保護層上に検出電極用結合電極を有し、該検出電極が、該保護層を挟んだ透明導電層及び検出電極用結合電極であることを特徴とするセンサである場合を用いて説明する。
【００３０】
フィルム基材の片面にドライコーティング法もしくはウェットコーティング法などの成膜技術を活用して導電層を形成する。そして、導電層を保護する目的で導電層の表面に絶縁処理層が施されている。さらに絶縁処理層の上には接着剤を介して結合用電極部が取り付けられている。フィルム基材のもう一方の片面には接着層を介して保持部に設置されている。
【００３１】
そして結合用電極部からは電線により検出回路部へと接続される。ここで結合用電極部と導電層の間には比較的薄い絶縁処理層があり、この絶縁処理層を誘電体とする結合用電極部と導電層で構成される平行平板型のコンデンサとして動作する。よって、結合用電極部に交流信号が加えられた場合、このコンデンサを介して導電層に結合さて、導電層全体が基準電極に対しての検出電極として動作する。
【００３２】
この場合、検出電極と基準電極との静電容量に比べ、導電層と検出電極用結合電極との間の静電容量は大きく、検出回路的には無視できる程度のものである。
【００３３】
この様な導電層を有したフィルム基材が、主にガラスやプラスチックからなる窓等の保持部に貼り付けられる用途に用いられるもので、この様な貼り付けを行うことで、その保持部は導電性のある枠体で固定されている。そして、検出回路部からは電線を介して結合用電極部と繋がっており、結合用電極部は接着剤等によってフィルム基材上の絶縁処理層の上に貼り付け処理され、結合用電極部と導電層からなる平行平板型コンデンサを介して、導電層全体が検出電極として機能する。
【００３４】
一方、検出回路部の基準電極としてはもうひとつの電線によって引き出され、導電性を有した枠体に直接接続されている。
【００３５】
従って、導電層と枠体の間で静電容量が存在することになる。この導電層と枠体の周囲に人物などの誘電物質や金属などの導電体が接近もしくは接触すると、この静電容量に微弱な変化が生じる。実際の検出方法としては、検出電極である導電層と基準電極である枠体の間に交流信号を印加しておき、人物などの接近もしくは接触があるとこの交流信号に変化を生じる。この微弱な変化分を増幅／判定処理することで検出が可能となる。
【００３６】
また、フィルム基材・導電層・絶縁処理層・さらには結合用電極部等において、透明性を高めた構成とすることで、施工後における内部の視認性を劣化させることがない。よって、一般住宅用の窓に貼り付けてガラスを破って建築物内に侵入する「ガラス破り」犯罪に対応した防犯フィルム分野においては、本発明による導電性を有したフィルムを用いることで、従来の進入防止機能にさらにプラスして、警報機能を有することが可能である。また、検出回路部はフィルム基材上に貼り付けるだけの構成も可能であり、施工を非常に簡単にすることもできる。
【００３７】
さらに、本発明による導電性を有したフィルムを用いることで、住宅窓用の防犯フィルム以外にも、透明窓を有した展示棚やショーケースなどに貼り付け、触ると検出するタッチセンサとして機能しアナウンス等のガイドや警報等を行うためのスイッチ的な機能としての活用も可能である。
【００３８】
次に、検出電極側と基準電極側の間に生じる静電容量の変化を捉える方法について説明する。実際の方式においては各種検出方法が用いられる。例えば、静電容量の変化に伴う発振器の発振周波数の変化を検出するものや電極部でのインピーダンス変化を捉えることも考えられるが特に限定されるものではない。
【００３９】
本実施の形態では、図８に示すように、検出方式として最も簡単で一般的な方法であるブリッジ回路８１を適用している。これは抵抗ブリッジ回路において抵抗素子をコンデンサに置換え、印加する信号源を交流信号発振部８２にした回路である。ここで、通常の状態（侵入者が接近していない、もしくは接触していない場合）でのブリッジ回路から検出電極側であるフィルム基材１側をみた総合的な容量をＣｓとし、ブリッジ回路の各辺に配置してある容量値をそれぞれ図８のようにＣ１、Ｃ２、Ｃ４とする。また、これらの容量のインピーダンスは下記のように表される。
静電容量  ：  Ｃ１      インピーダンス  Ｚ１＝１／ωＣ１
静電容量  ：  Ｃ２      インピーダンス  Ｚ２＝１／ωＣ２
静電容量  ：  Ｃ４      インピーダンス  Ｚ４＝１／ωＣ４
静電容量  ：  Ｃｓ      インピーダンス  Ｚｓ＝１／ωＣｓ
（ωは交流信号の振動の角周波数とする）
通常の状態（侵入者が接近していない、もしくは接触していない場合）でのＣｓにおいて、ブリッジ回路のＡ点およびＢ点での信号レベルが等しいとき、つまりブリッジ回路が平衡状態であるとき、各インピーダンスの関係はＺ１・Ｚｓ＝Ｚ２・Ｚ４となる。これはＣ１・Ｃｓ＝Ｃ２・Ｃ４でもある。従って、通常状態でのＣｓにおいて、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ４が上記の関係が成立するように値を選定すればよい。
【００４０】
侵入者が検出電極側であるフィルム基材１に接近、もしくは接触すると、通常状態での検出−基準電極間の容量Ｃｓ０に、侵入者の浮遊容量が加わり、全体の静電容量Ｃｓが変化するため、ブリッジ回路の平衡状態が崩れ、ブリッジ回路のＡ点およびＢ点の信号レベルに差異を生じる。この差異レベルを次段の差動増幅器８３によって増幅され、図示していないが後段によって直流化およびレベル判定処理等を行って、侵入者の接近、もしくは接触の判断をしている。
【００４１】
そして、この判断結果を基にしてコントローラや警報器と組み合わせることにより警報
システム（図示せず）が構成でき、防犯システムとして機能させることが可能となる。
【００４２】
図９は本実施の形態において、導電層を有するフィルム基材１による検出電極側と、導電性を有する枠体７による基準電極側における各部分での容量成分を考慮して、図８を等価回路化したものである。
【００４３】
ここで、ブリッジ回路から検出電極側であるフィルム基材１側をみた総合的な容量をＣｓとした。
【００４４】
また、図３での検出電極側における導電層２と結合用電極部４によって構成される検出電極側結合容量をＣｓ１とし、基準電極側における枠体７と絶縁体部９を介して配置される結合用電極部１０によって構成される基準電極側結合容量をＣｓ２とし、導電層２による検出電極側と枠体７による基準電極側の間に生じる、検出電極−基準電極間容量をＣｓ０とする。この３つの容量は等価的に直列接続されているものであり、（１／Ｃｓ）＝（１／Ｃｓ１）＋（１／Ｃｓ２）＋（１／Ｃｓ０）の関係である。
【００４５】
本実施の形態では、ブリッジ回路８１に印加する信号源である交流信号発振部８２の周波数を約１００ＫＨｚとし、ブリッジ回路での各コンデンサの値を、Ｃ１＝Ｃ２＝１８０ｐＦ、Ｃ４＝３０ｐＦとした。また、検出電極側の結合用電極部４および基準電極側の結合用電極部１０は、５０ｍｍ×５０ｍｍの銅板を用いて、絶縁体の厚みを０．２ｍｍとし、比誘電率を約２とした。このとき、これらの条件より、検出電極側結合容量：Ｃｓ１と基準電極側結合容量：Ｃｓ２について静電容量算出式を用いて計算すると、Ｃｓ１＝Ｃｓ２≒２２０ｐＦとなる。従って、通常の状態（侵入者が接近していない、もしくは接触していない場合）ではブリッジ回路８１は平衡状態であるので、Ｃｓ＝Ｃ４＝３０ｐＦである。これらの数値を前記した式に代入して、通常状態での、検出電極−基準電極間容量：Ｃｓ０を求めると、約４１ｐＦになる。
【００４６】
このことより、検出電極側結合容量：Ｃｓ１と基準電極側結合容量：Ｃｓ２を大きくすればするほど検出電極−基準電極間容量：Ｃｓ０がコンデンサＣ４の値に近づくことがわかる。
【００４７】
＜透明フィルム基材＞
次にフィルム基材について説明する。すべてのベースとなるフィルム基材には、透明性を有するフィルム状の無機化合物成形物または有機化合物成形物が挙げられるが、そのフレキシビリティーと軽量性、それに何よりも加工性の点から有機化合物が好適であり、成形物の形状は表面が平滑であれば特に限定されない。また透明基材は、透明性を有すれば単一有機化合物成形物の均質構造（例えば光学的に異方性のない）が可能である。一方、フィルムの強度を強化するために同一、又は異なる有機化合物成形物を粘着・接着剤により積層構造体化した積層フィルムや、フィルムの成型時に多層構造化としたフィルムも使用可能である。
【００４８】
透明性を有する有機化合物としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリウレタン、ポリエチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース等のプラスチックが挙げられる。特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等のプラスチックフィルムが透明性、強度、価格等から好適である。前記プラスチックフィルムの厚さは、目的の用途に応じて２５〜３００μｍの範囲から適宜選択され、更に目的の用途に応じて、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化
防止剤、難燃剤等が添加さてれていても特に構わないし制約を加えるものではない。
【００４９】
次に、各導電層については、透明導電層以外の他の電極、基準電極や結合電極は必ずしも透明である必要はないが、好ましくはこれらの電極も透明であるのが好ましい。
【００５０】
フィルムセンサを構成する透明導電層は、電気伝導性があれば特に制限されないが、インジウム、錫、亜鉛、チタン、ニオブ、セリウム、アンチモン等の酸化物、及び２種類以上の元素から成る複合酸化物が好適である。また、銀及び銀合金を透明酸化物で狭支した多層膜も使用可能である。形成方法も特に制限されるものではないが、ドライ法として真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマ活性化蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などがあり、Ｗｅｔ法としてゾルゲルや導電性を有する粒子を分散させ塗液を塗布乾燥する方法などがある。この場合の透明導電層に必要な抵抗値は低いほど有利であるが、検出回路の構成によって機能上問題がなければ特に限定されるものではない。膜厚に関しては概ね連続膜が形成される５ｎｍ以上あることが好ましい。
【００５１】
また、粘着層または接着層は、フィルムの貼り合わせとガラスへの貼り合わせに用いられる。使用に際して明確に区別することはないが、ガラスに貼り合わせる面を粘着剤とするのが良い。その理由は、粘着剤とガラスが接すると、ガラスが割れた時に粘着剤がガラスの飛散を防止するために「ガラス破り」に対して有効となり、防犯性能が高くなるからである。多層数も要求特性に合わせて適宜決めることが可能である。粘着剤としては、ポリアクリル酸エステルを主成分したアクリル系粘着剤、シリコーン樹脂を主成分としたシリコーン系粘着剤、また天然ゴム、合成ゴムの弾性体と粘着付与剤が主成分のゴム系粘着剤等がある。使用可能な粘着剤に制限は無いが、本発明における粘着剤としては、アクリル系あるいはシリコーン系の粘着剤が好ましい。接着剤としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等が使用可能である。
【００５２】
絶縁保護層は、フィルム基材の表面に形成した導電層を保護する目的で施され、フィルム基材全面での表面の高硬度化が目的である。その効果は、鉛筆等による引っ掻き傷、スチールウールによる擦り傷等が起こらない耐禍性処理である。絶縁処理層を形成する材料としては、透明性、適度な硬度および機械的強度を有するものであれば良く、アクリル系樹脂、有機シリコーン系樹脂、ポリシロキサン等の樹脂材料が挙げられる。また絶縁処理層を塗工する際に、塗工液に樹脂フィラーや無機のフィラーを混合させることにより高硬度化することや、フィルム自体を不透明化しプライバシー保護機能の付与も可能であり、各々適宜使用しても構わない。
【００５３】
さらに付加機能を設ける方法として図示していないが、粘着層・接着層や絶縁処理層に紫外線吸収層、及び赤外線吸収層を設けることも出来る。紫外線吸収層、及び赤外線吸収層は、太陽光線中の紫外線及び赤外線が室内に入射するのを低減させる機能である。方法として、紫外線、又は赤外線吸収剤を含む皮膜を形成したり、粘着層及び接着層、または絶縁処理層に混ぜて、各層を形成すればよい。形成方法は特に制限されない。紫外線吸収剤としては、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系などの有機系と、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム等の無機微粒子系があり、要求特性に合わせて単独、または混合して使用して構わない。
【００５４】
赤外線吸収剤としては、赤外線吸収色素等の有機系と導電性の無機微粒子の様な無機系があり、各々要求に応じて使用できる。有機系としては、フタロシアニン系やシアニン系の有機色素がある。無機系としては、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化クロム、酸化モリブデン、アンチモン含有酸化スズ、インジウム含有酸化スズ微粒子がある。このうち、可視光領域に光吸収性のない材料が好適である。紫外線、又は赤外線吸収剤を固定する樹脂として、主にアクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、アルキ
ド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂が一般に使用される。またフィルムセンサの透明導電層で用いた透明酸化物材料は、赤外線領域に電気伝導性に起因した吸収性能、紫外線領域にバンドギャップに起因した吸収性能を有しているため、被膜を形成して紫外線、赤外線吸収層の両方の効果を付与することが可能である。
【００５５】
また透明基材として、上記の様な紫外線吸収剤、赤外線吸収剤を含有させた可視域で透明なプラスチックフィルムを用いることも可能である。
【００５６】
本発明のフィルムセンサを貼り付ける対象として、ガラス構造物、窓ガラス、及びガラス状建物構造物を挙げたが、これに限らず、透明で強度があり窓やショーウィンドウとして使用可能であれば特に制限されず、合成樹脂板等でも可能である。また貼合したフィルムセンサの誤動作を防ぐために、動作許可信号を用意し動作を制限することも可能である。例として、窓ガラスなどにマイクロスイッチを設置する等が好適である。
【００５７】
さらに、基材、保護層、導電層等の透明性については、波長４００〜８００ｎｍの平均光線透過率が７０％以上であれば実用上特に問題はないが、必要に応じてそれ以下でも構わない。
【００５８】
加えて、絶縁層については、窓枠が金属製の場合に絶縁性の被覆をする場合に必要なもので、特に材質に限られるわけでない。
【００５９】
さらに、基材が表面にくる構成、では、最上層に保護層を設けても良いし、さらにその更に表面に反射防止層、防汚層を設けるものでも良い。
【実施例１】
【００６０】
以下、本発明における導電層を有したフィルムセンサの実施の形態について図を用いて説明する。先ず図１は本発明の基本的な構成を示す断面図である。フィルム基材１の片面にドライコーティング法もしくはウェットコーティング法などの成膜技術を活用して導電層２を形成する。そして、導電層２を保護する目的で導電層２の表面に絶縁処理層３が施されている。さらに絶縁処理層３の上には図示していないが接着剤を介して結合用電極部４が取り付けられている。フィルム基材１のもう一方の片面には図示していないが接着層を介して保持部５に設置されている。この保持部５はガラスなどである。
【００６１】
そして結合用電極部４からは電線６により検出回路部へと接続され、この導電層２が検出回路部からみて検出電極として機能する。検出回路部での基準電極と検出電極間の静電容量変化をみる電気信号として交流信号を用いる。ここで結合用電極部４と導電層２の間には比較的薄い絶縁処理層３があり、この絶縁処理層３を誘電体とする結合用電極部４と導電層２で構成される平行平板型のコンデンサとして動作する。よって、検出回路部から電線６を介して結合用電極部４に加えられた交流信号はこのコンデンサを介して導電層２に結合されて、導電層２全体が基準電極に対しての検出電極として動作する。このように、従来技術のように導電層２から直接的に電気信号用の引き出し線を取り付けることなく、簡単に導電層２全体を検出回路部の検出電極として動作されることができる。
【００６２】
図２は本発明のおける導電層を有したフィルム基材を窓ガラスに貼り付け、人物等の接触または接近等を検出するセンサに応用した概要図である。図１で説明した本発明における導電層を有したフィルム基材１がガラスなどの保持部５に貼り付けられ、その保持部５は導電性のある枠体７で固定されている。そして、検出回路部８からは電線６を介して結合用電極部４と繋がっており、結合用電極部４は接着剤等によってフィルム基材１上の絶縁処理層３の上に貼り付け処理され、結合用電極部４と導電層２からなる平行平板型コン
デンサを介して、導電層２全体が検出電極として機能する。
【００６３】
一方、検出回路部８の基準電極としてはもうひとつの電線６によって引き出され、導電性を有した枠体７に直接接続されている。従って、導電層２と枠体７の間で静電容量が存在することになる。この導電層２と枠体７の周囲に人物などの誘電物質や金属などの導電体が接近もしくは接触すると、この静電容量に微弱な変化が生じる。実際の検出方法としては、検出電極である導電層２と基準電極である枠体７の間に交流信号を印加しておき、人物などの接近もしくは接触があるとこの交流信号に変化を生じる。この微弱な変化分を増幅／判定処理することで検出が可能となる。
【実施例２】
【００６４】
図３および図４に示す実施例２は、検出電極側である導電層を有するフィルム基材１の構成は図２と同じであるが、検出回路部８の基準電極側である導電性を有した枠体７との接続方法に一工夫ある。実施例１においては検出回路部８から電線６を介して枠体７に直接的に接続したが、本実施例においては、枠体７の一部に比較的薄い絶縁体部９を配置し、その絶縁体部９の上に基準電極側での結合用電極部１０を設け、ここから電線６を介して検出回路部８に接続する構造とした。
【００６５】
図４に断面構造を示す。つまり、基準電極側においても絶縁体部９を誘電体として形成した平行平板型コンデンサ構造とすることによって、枠体７と結合用電極部１０を交流的に結合させ、枠体７を検出回路部８における基準電極側として動作させるものである。
【００６６】
このことによって、検出回路部８の接続方法はそれぞれの結合用電極部（検出電極側の結合用電極部４および基準電極側の結合用電極部１０）をフィルム基材１の絶縁処理層３上および枠体７の絶縁体部９上に貼り付けるだけで済み、施工が簡単になる。
【実施例３】
【００６７】
実施例３は、実施例２における考え方をさらに一歩進めたものであり、図５および図６に示す様に導電層を有するフィルム基材１の周囲に基準電極となる導電性の枠体７を配置しなくてもすむ方式であり、フィルム基材１だけでセンシング機能を有するように構成したものである。フィルム基材１にはふたつの導電性部分が存在する。そのひとつがフィルム基材１の外周に近い部分に環状をなすように導電層２ｂが配置されている。また、もうひとつの導電性部分は環状型導電層２ｂの内側に位置し、大面積の導電層２ａとして存在している。ふたつの導電層２ａと２ｂ間は導通していないものである。さらに、両導電層２ａ、２ｂの上に比較的薄い絶縁処理層３が施されている。そして、各導電層２ａ、２ｂの一部でそれぞれ最も近接した位置に結合用電極部４ａおよび４ｂが設けられている。この結合用電極部４ａ、４ｂが検出回路部８と一体構造となっており、実施例１および実施例２での電線６を不要とした構成になっている。この部分を上方から眺めた断面図を図６に示す。ここで導電層２ａと結合される結合用電極部４ａ側は検出回路部８における検出電極側であり、導電層２ｂと結合用電極部４ｂとが結合される側が検出回路部８における基準電極側である。つまり、導電層２ｂは実施例２における方式の導電性を有する枠体７と同じ働きをする。
【００６８】
よって、この導電層２ａと導電層２ｂの周囲に人物などの誘電物質や金属などの導電体が接近もしくは接触すると、この静電容量に微弱な変化が生じ、検出電極側である導電層２ａと基準電極側である導電層２ｂの間に交流信号を印加しておくと、人物などの接近もしくは接触があるとこの交流信号に変化を生じる。この微弱な変化分を増幅／判定処理することで周囲の状況変化を検出することが可能となる。この方式を採用することにより、窓枠での放熱を防ぎ保温性向上と結露防止、さらに軽量化のために最近登場した樹脂製の窓枠に対しても、センシング可能な導電層を有するフィルム基材として使用可能である。
【００６９】
尚、実施例３はフィルム基材１上にふたつの導電層を設ける方式の一例を示すものであり、他の配置パターンであっても本発明の意図するところに含まれる。
【実施例４】
【００７０】
次に実施例４であるが、基本的には実施例３と同じ考え方であり、フィルム基材上に導電性部分をふたつ配置し、その間の静電容量変化を検出する方法であるが、導電性部分の形状を変えたものである。
【００７１】
先ず、図７に示す様に、第一の導電性部分である導電層２ａがフィルム基材１上で櫛型状に形成され、さらに第二の導電性部分である導電層２ｂもフィルム基材１上で櫛型に形成されている。しかし、その配置する位置は第一の導電性部分である導電層２ａにおける櫛の隙間に、第二の導電性部分である導電層２ｂの櫛が存在する位置関係であり、さらに、第一および第二の導電層２ａ、２ｂ間が導通しないように配置され、両導電層２ａ、２ｂの上に比較的薄い絶縁処理層３が施されている。そして実施例３と同様に、各導電層２ａ、２ｂの一部でそれぞれ最も近接した位置に結合用電極部４ａおよび４ｂが設けられている。この結合用電極部４ａ、４ｂが検出回路部８と一体構造となっており、実施例１および実施例２での電線６を不要とした構成になっている。検出原理については実施例３と同様であるが、実施例４のほうが検出電極側である導電層２ａと基準電極側である導電層２ｂとの対向する辺が多いので、フィルム基材１全面において比較的均一に検出することができる。
【００７２】
尚、実施例４はフィルム基材１上にふたつの導電層を設ける方式の一例を示すものであり、他の配置パターンであっても本発明の意図するところに含まれる。
【実施例５】
【００７３】
実施例１のフィルム基材１自体が絶縁処理層の働きを兼ねる構成である。すなわち、図１０の様に、導電層２が、フィルム基材１の結合用電極部４側との反対側に設ける構成となっている。これにより実質的に絶縁処理層が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明における第一の実施例を示した断面図である。
【図２】本発明における第一の実施例を示した正面図である。
【図３】本発明における第二の実施例を示した正面図である。
【図４】本発明における第二の実施例を示した断面図である。
【図５】本発明における第三の実施例を示した正面図である。
【図６】本発明における第三の実施例を示した断面図である。
【図７】本発明における第四の実施例を示した正面図である。
【図８】本発明における検出部の回路を示した図である。
【図９】本発明における検出部の等価回路を示した図である。
【図１０】本発明における第五の実施例を示した断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  ・・・フィルム基材
２  ・・・導電層
３  ・・・絶縁処理層
４  ・・・検出電極側，結合用電極部
５  ・・・保持部
６  ・・・電線
７  ・・・枠体
８  ・・・検出回路部
９  ・・・絶縁体部
１０・・・基準電極側，結合用電極部
８１・・・ブリッジ回路
８２・・・交流信号発振部
８３・・・差動増幅器
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４・・・コンデンサ
【図１】
2007323121.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007323121.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007323121.tif 000007
【図６】
2007323121.tif 000008
【図７】
2007323121.tif 000009
【図８】
2007323121.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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